Устройство ГРМ и принцип работы

Содержание

1. Устройство ГРМ
2. Общая схема и взаимодействие частей
3. Классификация ГРМ
4. Нижнеклапанные двигатели
5. Смешанное расположение клапанов
6. Верхнеклапанные двигатели
7. Устройство десмодромного газораспределительного механизма
8. Замена ремня ГРМ своими руками
9. Видео, иллюстрирующее работу ГРМ

Устройство ГРМ

Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания – наиболее распространенный силовой агрегат, использующийся в современном автомобилестроении. Свое название он получил по количеству фаз, необходимых для осуществления одного цикла работы, или поворота коленчатого вала на 720 градусов.

Фаза впрыска топлива или топливно-воздушной смеси, сжатие рабочего тела поршнем, рабочий ход и выпуск отработанных газов. В модели идеального двигателя все фазы разнесены во времени, перекрытие между ними отсутствует, что, в свою очередь, обеспечивает получение максимально возможных рабочих значений мощности, крутящего момента и оборотов двигателя.

На практике, к сожалению, дела обстоят несколько хуже. Устройство газораспределительного механизма, отвечающего за исполнение фазы впрыска топлива и удаление выхлопных газов, его схема и принцип работы – основная тема данной статьи.

Общая схема и взаимодействие частей

Своевременное открытие впускных и выхлопных клапанов в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания обеспечивается работой газораспределительного механизма или ГРМ.

Данное устройство состоит из распределительного вала с кулачками, необходимого количества коромысел или толкателей клапанов, пружин и собственно клапанов. Шестерня распредвала, ремень или цепь, используемые для передачи вращения от коленвала, и механизм натяжения цепи так же являются частью ГРМ.

1. Фаза впрыска топлива. Поршень начинает движение от верхней мертвой точки к нижней. Открывается клапан подачи горючего, и топливно-воздушная смесь заполняет разреженное пространство цилиндра. Отмерив необходимую дозу ТВС, клапан закрывается. Коленчатый вал повернулся на 180 градусов от начального положения.
2. Фаза сжатия. Достигнув нижней мертвой точки, поршень меняет направление движения к ВМТ, осуществляя сжатие топливно-воздушной смеси. При достижении верхней мертвой точки фаза сжатия рабочего тела оканчивается. Коленчатый вал совершил поворот на 360 градусов.
3. Фаза рабочего хода. В момент нахождения поршня в ВМТ и достижения максимальной расчетной степени сжатия, происходит воспламенение топливно-воздушной смеси. Под действием стремительно расширяющихся газов поршень движется к нижней мертвой точке, совершая рабочий ход. При достижении НМТ третья фаза работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания считается оконченной. Коленчатый вал совершил поворот 540 градусов.
4. Фаза удаления отработанных газов. Под действием коленчатого вала поршень начинает движение к верхней мертвой точке, вытесняя из объема цилиндра продукты сгорания топливно-воздушной смеси через открывшийся выхлопной клапан. По достижении поршнем ВМТ, фаза выхлопа считается завершенной, коленчатый вал совершил оборот на 720 градусов.

Для достижения такой точности по времени открытия впускных и выхлопных клапанов, газораспределительный механизм синхронизирован с оборотами коленчатого вала двигателя. Ремень или цепь передает вращение распределительному валу, кулачки которого, нажимая на коромысла, открывают поочередно впускные и выпускные клапаны ГРМ.

Классификация ГРМ

Нижнеклапанные двигатели

Газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания прошел долгий путь от 1900-х годов до наших дней.

Нижнеклапанные двигатели с распредвалом в блоке цилиндров, использовались повсеместно, вплоть до середины двадцатого века. Схема и устройство впускных и выпускных клапанов, расположенных в ряд тарелками вверх, обеспечивала простоту изготовления и малошумность двигателя. Основным минусом подобной конструкции был сложный путь топливно-воздушной смеси, неоптимальный режим наполнения цилиндров, и, как следствие, меньшая мощность силового агрегата.

Газораспределительный механизм такого вида использовался вплоть до 90-х годов двадцатого столетия в грузовых автомобилях. Пример тому – ГАЗ 52, выпуск которого закончился в 1991 году.

Смешанное расположение клапанов

Попытки повысить мощностные характеристики ДВС привели к созданию двигателя со смешанным расположением клапанов. Впускные находились в головке блока цилиндров, а выпускные – в блоке, как у обычного «нижнеклапанника».

Распределительный вал один, так же расположенный в блоке цилиндров. Клапана, отвечающие за впуск топливно-воздушной смеси управлялись посредством штанг – толкателей, через которые передавалось усилие с распредвала, выхлопные – с помощью привычного коромысла.

Такая компоновочная схема обеспечивала более низкую температуру ТВС, и, как следствие, более высокую мощность, по сравнению с нижнеклапанными двигателями внутреннего сгорания.

Верхнеклапанные двигатели

Газораспределительный механизм, клапаны впускной и выхлопной системы которого находятся в головке блока цилиндров, а распредвал – в самом блоке, был сконструирован Дэвидом Бьюиком в самом начале двадцатого столетия. Управление клапанами осуществлялось посредством штанг – толкателей, воздействовавших на коромысла.

Подобная компоновочная схема обладает высокой надежностью, за счет передачи вращения от коленчатого вала к распределительному, с помощью шестерни. Зубчатый ремень, изношенный в процессе эксплуатации, может оборваться, нанеся серьезные повреждения клапанному механизму ГРМ, изношенная же передаточная шестерня лишь немного сдвинет фазы газораспределения, что опытный водитель заметит по изменениям в работе двигателя.

Минусом является некоторая инерционность подобной конструкции, что накладывает ограничения на обороты двигателя, а, следовательно, на крутящий момент и степень форсирования. Использование более чем двух клапанов на цилиндр приводит к усложнению газораспределительного механизма и увеличению габаритных размеров двигателя. Четырехклапанные двигатели такой компоновки используются в грузовых автомобилях КамАЗ, дизельных тепловозных двигателях.

Газораспределительный механизм автомобиля «Волга» двадцать первой модели был устроен именно по верхнеклапанной схеме.

• Двигатели, в которых распредвал и клапаны газораспределительного механизма располагаются в головке блока цилиндров, обозначаются аббревиатурой SOHC. Принцип действия и устройство механизма управления клапанами ГРМ отличается большим разнообразием. Существует схема открытия клапанов при помощи коромысел, рычагов и толкателей. Наибольшее распространение подобное устройство двигателей получило в период с середины 60-х до конца 80-х годов двадцатого столетия. В данный момент такие двигатели устанавливаются на недорогие легковые автомобили.
• Двигатели, газораспределительный механизм которых включает в себя два распредвала, обозначается аббревиатурой DOHC. При использовании двух клапанов на цилиндр, каждый распределительный вал открывает свой ряд клапанов. Такое устройство ГРМ позволяет уменьшить инерцию коленчатого вала, и тем самым значительно увеличивает обороты и мощность ДВС. Принцип работы двигателя, использующего четыре и более клапана на цилиндр, ничем не отличается от вышеописанного. Подобные силовые агрегаты демонстрируют большую, чем у двухклапанных аналогов, мощность и устанавливаются на большинство современных автомобилей.

В двигателях с подобным типом газораспределительного механизма важную роль играет устройство привода распредвалов. В качестве передаточного элемента используется цепь, находящаяся в герметично закрытом объеме, и омывающаяся маслом, или зубчатый ремень, находящийся на внешней стороне двигателя.

Поломка привода ГРМ зачастую приводит к печальным последствиям. Оборвавшийся ремень, износившийся в процессе эксплуатации, вызывает мгновенную остановку распределительного вала, вследствие чего некоторые клапаны остаются в открытом состоянии. Удар поршня по выступающей тарелке наносит серьезные повреждения головке блока цилиндров. В особо тяжелых случаях ремонт невозможен и требуется замена данного элемента двигателя.

Устройство десмодромного газораспределительного механизма

Для двигателей, конструкция ГРМ которых допускает использование пружин для закрывания клапанов, существует ограничение по максимальному количеству оборотов в минуту. При достижении значения в 9000 об/мин пружины не смогут обеспечить нужную скорость срабатывания, что неизбежно приведет к поломке двигателя.

Принцип десмодромного ГРМ заключается в использовании двух распределительных валов, один из которых производит открытие, а второй, закрытие клапанов. В таком двигателе нет ограничения на развиваемые обороты, ведь скорость срабатывания механизма напрямую зависит от скорости вращения коленвала.

Создание газораспределительного механизма с изменяемыми фазами стало возможным относительно недавно, с началом использования в двигателестроении бортовых компьютеров и электронных управляющих блоков. Система электромагнитных клапанов, меняющая режим работы согласно команд микропроцессора, позволяет снимать с двигателя мощность, приближающуюся к расчетной, при минимальном расходе топлива.

Замена ремня ГРМ своими руками

Снимая изношенный ремень, и устанавливая на его место новый, легко изменить взаимное расположение коленчатого и распределительного валов. В этом случае сместятся фазы газораспределения двигателя, что приведет к нарушениям в работе, вплоть до поломки. Метки на шестернях приводного механизма служат для визуального контроля настройки ГРМ.

Сняв непригодный ремень, необходимо совместить метки шестерней коленчатого и распределительного валов с прорезями в кожухе приводного механизма. Назначение этой операции – установка условного «нуля», с которого и начнется работа двигателя. Далее следует аккуратно установить запасной ремень, стараясь не сместить метки на шестернях.

Следующий шаг – осмотр и регулировка усилия натяжного ролика. Назначение этого узла в удержании ремня на шестернях приводного механизма. Правильность регулировки ролика можно проверить, повернув натянутый ремень пальцами. Если удастся провернуть на девяносто градусов – натяжной механизм отрегулирован хорошо. Если ремень повернется на угол меньший, чем 90 градусов, то он перетянут, если на больший, то недотянут.

Очень важно при монтаже не брать ремень ГРМ промасленными руками. Это может привести к проскакиванию на шестернях приводного механизма.

Купленный на придорожной АЗС ремень следует тщательно осмотреть. При нарушении условий хранения, даже новый ремень привода ГРМ пойдет трещинами и не сможет быть использован по назначению.

Видео, иллюстрирующее работу ГРМ

Устройство, Принцип Работы и Назначении, Основные Неисправности, Способы Диагностики и Ремонта

Содержание

• 1 Устройство газораспределительного механизма
• 2 Работа газораспределительного механизма
• 3 Неисправности ГРМ
• 4 Диагностика ГРМ
  • 4.1 Измерение фаз газораспределения
  • 4.2 Измерение теплового промежутка между клапаном и коромыслом
  • 4.3 Определение промежутка между клапаном и седлом
• 5 Процесс ремонта ГРМ

Основой любых силовых агрегатов и главной составляющей двигателей внутреннего сгорания является сложный газораспределительный механизм (ГРМ). Назначение газораспределительного механизма состоит в управлении впускными и выпускными клапанами двигателя. На такте впуска он открывает впускной клапан, смесь, состоящая из воздуха и топлива или воздуха (для дизельных двигателей), попадает в камеру сгорания. На такте выпуска — открытием выпускного клапана из камеры сгорания ГРМ удаляет отработанные газы.

Устройство газораспределительного механизма

Газораспределительный механизм состоит из следующих элементов:

1. Распределительный вал — изготовляется из чугуна или стали — в задачу которого входит открывание/закрывание клапанов газораспределительного механизма при работе цилиндров. Он монтируется в картере, который перекрывает крышка газораспределительного механизма, или в головке блока цилиндра. При вращении вала на цилиндрических шейках происходит воздействие на клапан. На него воздействуют кулачки, расположенные на распределительном валу. На каждый клапан воздействует свой кулачек.
2. Толкатели, изготовленные также из чугуна или стали. В их задачу входит передача усилия от кулачков на клапаны.
3. Клапаны впускные и выпускные. В их задачу входит подача топливно-воздушное смеси в камеру сгорания и удаления отработочных газов. Клапан представляет из себя стержень с плоской головкой. Основным отличием впускных и выпускных клапанов является диаметр головки. Впускной состоит из стали с хромированным покрытием, а выпускной — из жаропрочной стали. Клапанный стержень изготавливается в виде цилиндра с канавкой, необходимой для фиксирования пружины. Клапана двигаются только по направлению ко втулкам. Чтоб масло не попадало в камеру сгорания цилиндра, производят установку уплотнительного колпачка. Его изготавливают из маслостойкой резины. На каждый клапан крепятся внутренняя и наружная пружина, для крепления используют шайбы, тарелки.
4. Штанги. Они необходимы для передачи усилия от толкателей к коромыслу.
5. Привод газораспределительного механизма. Он передает вращение коленвала на распредвал и тем самым приводит его в движения, причем движется он со скоростью в 2 раза меньше, чем скорость коленвала. На 2 вращения коленвала распредвал делает 1 вращение — это и называется рабочим циклом, при котором происходит 1 открытие клапанов.

Схема устройства ГРМ

Таково устройство ГРМ и общая схема газораспределительного механизма. Теперь следует разобраться, каков принцип работы газораспределительного механизма.

Работа газораспределительного механизма

Работа системы газораспределения поделена на четыре фазы:

1. Впрыск топлива в камеру сгорания цилиндра.
2. Сжатие.
3. Рабочий ход.
4. Удаления газов из камеры сгорания цилиндра.

Рассмотрим подробнее принцип действия газораспределительного механизма.

1. Подача топлива в камеру сгорания цилиндра происходит за счет движения коленвала, который передает свое усилие на поршень и он начинает движения из так называемой ВМТ (это точка, выше которой поршень не поднимается) в НМТ (это точка, соответственно, ниже которой поршень не опускается). При этом движении поршня одновременно открывается впускной клапан и топливно-воздушная смесь заполняет камеру сгорания цилиндра. Впрыснув положенное количество топливно-воздушной смеси клапан закрывается. При этом коленвал поворачивается на 180 градусов от своего начального положения.
2. Сжатие. Дойдя до НМТ поршень продолжает свое движение. Меняя свое направление в ВМТ, в этот момент в цилиндре и происходит сжатие топливно-воздушной смеси. При подходе поршня к высшей точке фаза сжатия заканчивается. Коленчатый вал продолжает свое движения и поворачивается на 360 градусов. И на этом фаза сжатия закончена.
3. Рабочий ход. Воздушно-топливная смесь воспламеняется свечей зажигания, когда поршень находится в высшей точке цилиндра. При этом достигается максимальный момент сжатия. Затем поршень начинает двигаться к нижней точке цилиндра, так как на поршень оказывают огромное давление газы, образовавшиеся при горении воздушно-топливной смеси. Это движение и есть рабочий ход. При опускании поршня до НМТ фаза рабочего хода считается завершенной.
4. Удаления газов из камеры сгорания цилиндра. Поршень движется к высшей точке цилиндра, все это происходит при усилии, которое оказывает коленчатый вал газораспределительного механизма двигателя. При этом открывается выпускной клапан и поршень начинает избавлять камеру сгорания цилиндра от газов, которые образовались после сгорания топливно-воздушной смеси в камере сгорания цилиндра. После достижения высшей точки и освобождения ее от газов. Поршень начинает свое движение в низ. Когда поршень доходит да НМТ, то рабочая фаза удаления газов из камеры сгорания цилиндра считается законченной, а коленчатый вал совершает оборот на 720 градусов от своего начального положения.

Для точной работы клапанов газораспределительной системы происходит синхронизация с работой коленчатого вала двигателя.

Неисправности ГРМ

Основные неисправности газораспределительного механизма:

• Уменьшение компрессии и хлопки в трубопроводах. Как правило, происходит после появления нагара, раковин на поверхности клапана, их прогорания, причиной чего является не плотное прилегания впускных и выпускных клапанов к седлам. Также оказывают влияние такие факторы, как деформации ГБЦ, поломка или износ пружин, заедание клапанного стержня во втулке, полное отсутствие промежутка между коромыслом и клапанами.
• Уменьшение мощности, троение мотора, а также металлические стуки. Появляются эти признаки, потому что впускные и выпускные клапана не полностью открываются, и часть воздушно-топливной смеси не попадает в камеру сгорания цилиндра. Следствием этого является большой тепловой зазор или поломка гидрокомпенсатора, что и становится причиной неполадки и не штатной работы клапанов.
• Механический износ деталей, таких как: направляющих втулок коленвала, шестерни распредвала, а также смещение распредвала. Механический износ деталей, как правило, происходи при достаточном сроке работы мотора и работы двигателя в критических пределах.
• Так же происходит выход из строя двигателя по причине износа зубчатого ремня, который имеет свой гарантийный срок службы, цепи, которая при длительном сроке работы и постоянном на нее воздействии становится менее работоспособной, успокоителя цепи и натяжителя зубчатого ремня.

В данных случаях не редко заменяют газораспределительный механизм, однако возможен и ремонт поврежденной детали газораспределительного механизма.

Диагностика ГРМ

Газораспределительный механизм имеет 2 свойственные неполадки — неплотное примыкание клапанов к гнездам и невозможность полностью открыть клапаны.

Неплотное примыкание клапанов к гнездам обнаруживается по таким показателям: хлопки, возникающие иногда во впускной либо выпускной трубе, уменьшение мощности мотора. Факторами неплотного закрытия клапанов могут быть:

• возникновение нагара на поверхности клапанов и гнезд;
• формирование раковин на рабочих фасках и искривление головки клапана;
• неисправность пружин клапанов.

Неполное открытие клапанов сопровождается стуком в троящем моторе и уменьшением его мощности. Данная поломка возникает в следствии значительного промежутка меж стержнем клапана и носком коромысла. К характерным поломкам для ГРМ нужно причислить кроме того изнашивание шестерен распредвала, толкателей, направляющих клапана, смещение распредвала и изнашивание втулок и осей коромысел.

Практика демонстрирует, что на газораспределительный механизм приходится примерно четвертая часть всех отказов мотора, а уже на предотвращение этих отказов и восстановление ГРМ уходит 50% трудоёмкости обслуживания и ремонтных работ. Для диагностирования поломок применяют следующие параметры:

1. определяют фазы газораспределительного механизма автомобиля;
2. измеряют тепловой зазор между клапаном и коромыслом;
3. измеряют промежуток между клапаном и седлом.

Измерение фаз газораспределения

Подобное диагностирование ГРМ двигателя выполняется на заглушенном моторе с помощью особого набора устройств, среди которых имеются указатель, моментоскоп, малка-угломер и прочие дополнительные приборы. Для того, чтобы фиксировать период раскрытия впускного клапана на 1-ом цилиндре, необходимо покачивать вокруг своей оси коромысло, а далее направить коленвал мотора до момента появления зазора меж клапаном и коромыслом. Малка-угломер для замера разыскиваемого зазора ставится прямо на шкив коленвала.

Измерение теплового промежутка между клапаном и коромыслом

Тепловой зазор измеряют при помощи набора щупов либо иного особого устройства. Это набор из металлических пластинок длиной в 100мм, толщина которых обязана быть не больше 0,5мм. Коленвал мотора поворачивают вплоть до верхней предельной точки, в период такта сжатия подобранного для контроля цилиндра. Непосредственно благодаря щупам разной толщины, поочередно вставляемым в сформировавшееся отверстие, и измеряется зазор.

Данный метод не может дать результата при диагностировании ГРМ, когда неравномерен износ торца штока и бойка коромысла, а трудоемкость этого метода весьма значительная. Увеличить точность замеров позволяет особое устройство, которое состоит из корпуса и индикатора по типу часов. Подпружиненная подвижная рама содержит персональное соединение с ножкой этого индикатора. Раму фиксируют между коромыслом и клапанной пружиной. Когда открывается клапан, в период поворота коленвала, на индикаторе ставят 0. Распознает тепловой зазор последующее показание прибора, снимаемое в период поворота коленвала.

Определение промежутка между клапаном и седлом

Его можно оценить по объему воздуха, который будет выходить через уплотнитель перекрытых клапанов. Эта процедура прекрасно объединяется с чисткой форсунок. Когда они уже сняты, убирают валики коромысел и прикрывают все клапаны. Затем в камеру сгорания под большим давлением происходит подача сжатого воздуха. Поочередно на любом из контролируемых клапанов ставят устройство, которое позволяет измерить расход воздуха. Если потеря воздуха превысит разрешенную, выполняется ремонт газораспределительного механизма.

Процесс ремонта ГРМ

Частенько необходимо производить техническое обслуживание газораспределительного механизма. Основной проблемой являются износ шеек, кулачков вала и увеличение зазоров в подшипниках. Для того, чтобы устранить зазор в подшипниках коленчатого вала, производят его ремонт путем шлифовки опорных шеек и углубления канавок для подачи масла. Шейки нужно отшлифовать под ремонтный размер. После завершения ремонтных работ по восстановлению коленвала, нужно произвести проверку высоты кулачков.

На опорных поверхностях под шейки коленвала не должно быть никаких даже самых незначительных повреждений, а корпуса подшипников обязаны быть без трещин. После чистки и промывки распредвала обязательно нужно проверить зазор между его шейками и отверстием опоры головки цилиндра.

Для определения точного зазора требуется знать диаметр шейки распредвала, это позволит произвести установку соответствующего ей подшипника. Установив его на корпус, замерьте внутренний диаметр подшипника, затем отнимите его от диаметра шейки и таким образом найдете величину зазора. Он не может превышать 0,2мм.

Цепь не должна иметь никаких механических повреждений, быть растянутой более чем на 4мм. Цепь газораспределительного механизма можно регулировать: отверните стопорный болт на пол оборота, поверните коленвал на 2 оборота, затем стопорный болт нужно повернуть до упора.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Поделиться с друзьями:

Время и структура дебатов – Вопросы дебатов

Это стандартный формат дебатов по вопросам дебатов, который используется в течение всего соревновательного года.

Две команды на дебаты выступают за противоположные позиции по вопросу. В дебатах участвует по два студента от команды. Председатель сидит с четырьмя конкурирующими студентами за одним столом. Председатель руководит всеми процессами и регулирует время прений. Группа из трех судей задает вопросы участникам дебатов, сидя за соседним столом, расположенным под углом, чтобы они могли установить зрительный контакт с участниками дебатов и аудиторией. В отличие от дебатов в традиционных школах, здесь нет порядка ведения заседания или пунктов информации, нет хронометриста, кроме председателя, а вступительные и заключительные речи произносятся непрерывно.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПРЕДСЕДАТЕЛЯ минут 0-5

Председатель представляет дебаты и судей перед тем, как представить каждого участника дебатов по очереди (студентов попросят заранее предоставить краткие биографии).

ВСТУПИТЕЛЬНЫЕ ПРЕЗЕНТАЦИИ минут 5-20

Каждому участнику дебатов дается 3 минуты на вступительное выступление. Презентации чередуются между двумя командами, начиная с первого студента, выступающего за предложение.

ВОПРОСЫ СУДЕЙ минут 20-35

Судьи задают вопросы каждой команде по очереди, при этом время делится поровну между двумя командами. Председатель просит каждого судью задать по одному вопросу команде, выступающей за движение. Затем команду, выступающую за ходатайство, просят ответить на три вопроса судей. То же самое затем происходит с командой, выступающей против движения.

Цель вопросов судей — подтолкнуть участников дебатов к дальнейшему развитию своих аргументов, обосновать свои заявления и продемонстрировать более сложное и изощренное понимание дебатов и ключевых вопросов, поставленных на кону.

ВОПРОСЫ ОТ АУДИТОРИИ И ОБМЕН КОМАНДАМИ минут 35-50

Председатель приглашает аудиторию задать вопросы, которым предлагается высказать свое мнение по теме, задать вопросы и в полной мере участвовать в дебатах. Спикеров из зала попросят назвать свои имена и школы, и у них будет шанс получить призы в конце дебатов за индивидуальное выступление. Председатель будет отвечать на два раунда по четыре или пять вопросов от аудитории и может направлять вопросы каждой команде по своему усмотрению. Затем каждой команде будет предоставлена ​​краткая возможность ответить на те вопросы и комментарии, которые они считают наиболее актуальными и интересными. От участников дебатов не ожидается, что они ответят на каждый вопрос.

В течение этого периода командам будет разрешено напрямую бросать вызов друг другу и задавать вопросы своим противникам. Мы хотим, чтобы этот период был свободным обменом идеями, а председатель позаботится о том, чтобы был достигнут баланс между командами, отвечающими друг другу, а также ответами на вопросы аудитории.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ минут 50-55

Каждому участнику дебатов дается до одной минуты, чтобы подвести итог своей аргументации или сделать краткое заключение.

ОТЗЫВЫ И КОММЕНТАРИИ СУДЕЙ минут 55-65

Затем судьи дают конструктивный отзыв каждой команде по очереди, комментируя сильные и слабые стороны их аргументов.

ГОЛОСОВАНИЕ ЗРИТЕЛЕЙ И РЕШЕНИЕ СУДЕЙ минут 65-70

Судьи совещаются и принимают решение на основе консенсуса. Зрительское голосование будет проводиться председателем после того, как судьи покинут комнату для принятия своего решения — просто для развлечения — но это не повлияет на решение судей. Судьи возвращаются и представляют свое решение и причины его принятия командам. Решение судей является окончательным.

Примечание: могут быть сделаны исключения из этих сроков, и по усмотрению Председателя может быть выделено больше времени для вопросов аудитории в связи с большим количеством зрителей или другими обстоятельствами.

Время и структура явления позднего дриаса и лежащая в его основе динамика климата

. 22 сентября 2020 г.; 117(38):23408-23417.

doi: 10.1073/pnas.2007869117.

Epub 2020 8 сентября.

Хай Ченг
¹

2

3
, Хайвэй Чжан
⁴
, Кристоф Шпетль
⁵
, Джонатан Бейкер
⁴
, Ашиш Синха
⁶
, Ханьин Ли
⁴
, Мигель Бартоломе
⁷
, Ана Морено
⁸
, Гаятри Катхаят
⁴
, Цзинъяо Чжао
⁴
, Сию Донг
⁴
, Ювэй Ли
⁴
, Юфэн Нин
⁴
, Сюэ Цзя
⁴
, Баоюнь Цзун
⁴
, Ясин Айт Брахим
⁴
, Карлос Перес-Мехиас
⁴
, Янцзюнь Цай
⁴
, Валдир Ф Новелло
⁹
, Франсиско В. Круз
⁹
, Джеффри П. Северингхаус
¹⁰
, Чжишэн Ан
²
, Р. Лоуренс Эдвардс
¹¹

12

Принадлежности

• ¹ Институт глобальных изменений окружающей среды, Сианьский университет Цзяотун, 710054 Сиань, Китай; [email protected].
• ² Государственная ключевая лаборатория лёссовой и четвертичной геологии, Институт земной среды, Китайская академия наук, 710061 Сиань, Китай.
• ³ Ключевая лаборатория динамики карста, Министерство земли и ресурсов, Институт геологии карста, Китайская академия геологических наук, 541004 Гуйлинь, Китай.
• ⁴ Институт глобальных изменений окружающей среды, Сианьский университет Цзяотун, 710054 Сиань, Китай.
• ⁵ Институт геологии Инсбрукского университета, 6020 Инсбрук, Австрия.
• ⁶ Департамент наук о Земле Калифорнийского государственного университета, Домингес-Хиллз, Карсон, Калифорния 90747.
• ⁷ Департамент геологии, Национальный музей естественных наук, Высший совет научных исследований, 28034 Мадрид, Испания.
• ⁸ Instituto Pirenaico de Ecología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, 50059 Сарагоса, Испания.
• ⁹ Instituto de Geociências, Университет Сан-Паулу, 05508-090 Сан-Паулу, Бразилия.
• ¹⁰ Институт океанографии Скриппса, Калифорнийский университет, Сан-Диего, Ла-Хойя, Калифорния 92093.
• ¹¹ Департамент наук о Земле и окружающей среде Миннесотского университета, Миннеаполис, MN 55455.
• ¹² Школа географии Нанкинского педагогического университета, 210023 Нанкин, Китай.

• PMID:

  322

• PMCID:

  PMC7519346

• DOI:

  10.1073/пнас.2007869117

Бесплатная статья ЧВК

Хай Ченг и др.

Proc Natl Acad Sci U S A.

2020 .

Бесплатная статья ЧВК

. 22 сентября 2020 г.; 117(38):23408-23417.

doi: 10.1073/pnas.2007869117.

Epub 2020 8 сентября.

Авторы

Хай Ченг
¹

2

3
, Хайвэй Чжан
⁴
, Кристоф Шпетль
⁵
, Джонатан Бейкер
⁴
, Ашиш Синха
⁶
, Ханьин Ли
⁴
, Мигель Бартоломе
⁷
, Ана Морено
⁸
, Гаятри Катхаят
⁴
, Цзинъяо Чжао
⁴
, Сию Донг
⁴
, Ювэй Ли
⁴
, Юфэн Нин
⁴
, Сюэ Цзя
⁴
, Баоюнь Цзун
⁴
, Яссин Айт Брахим
⁴
, Карлос Перес-Мехиас
⁴
, Янцзюнь Цай
⁴
, Валдир Ф Новелло
⁹
, Франсиско В. Круз
⁹
, Джеффри П. Северингхаус
¹⁰
, Чжишэн Ан
²
, Р. Лоуренс Эдвардс
¹¹

12

Принадлежности

• ¹ Институт глобальных изменений окружающей среды, Сианьский университет Цзяотун, 710054 Сиань, Китай; [email protected].
• ² Государственная ключевая лаборатория лёссовой и четвертичной геологии, Институт земной среды, Китайская академия наук, 710061 Сиань, Китай.
• ³ Ключевая лаборатория динамики карста, Министерство земли и ресурсов, Институт геологии карста, Китайская академия геологических наук, 541004 Гуйлинь, Китай.
• ⁴ Институт глобальных изменений окружающей среды, Сианьский университет Цзяотун, 710054 Сиань, Китай.
• ⁵ Институт геологии Инсбрукского университета, 6020 Инсбрук, Австрия.
• ⁶ Департамент наук о Земле Калифорнийского государственного университета, Домингес-Хиллз, Карсон, Калифорния 90747.
• ⁷ Департамент геологии, Национальный музей естественных наук, Высший совет научных исследований, 28034 Мадрид, Испания.
• ⁸ Instituto Pirenaico de Ecología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, 50059 Сарагоса, Испания.
• ⁹ Instituto de Geociências, Университет Сан-Паулу, 05508-090 Сан-Паулу, Бразилия.
• ¹⁰ Институт океанографии Скриппса, Калифорнийский университет, Сан-Диего, Ла-Хойя, Калифорния 92093.
• ¹¹ Департамент наук о Земле и окружающей среде Миннесотского университета, Миннеаполис, MN 55455.
• ¹² Школа географии Нанкинского педагогического университета, 210023 Нанкин, Китай.

• PMID:

  322

• PMCID:

  PMC7519346

• DOI:

  10.1073/пнас.2007869117

Абстрактный

Поздний дриас (YD), возможно, наиболее широко изученное экстремальное климатическое явление тысячелетнего масштаба, характеризовалось разнообразными гидроклиматическими сдвигами в глобальном масштабе и сильным похолоданием в высоких северных широтах, которое резко обозначило тенденцию к потеплению от последнего ледникового периода до нынешнего межледниковья. На сегодняшний день точное понимание его триггера, распространения и прекращения остается неуловимым. Здесь мы представляем данные по изотопам кислорода в образованиях, которые в сочетании с другими прокси-записями позволяют нам количественно определить время начала и окончания YD с беспрецедентной временной точностью до нескольких столетий в Северной Атлантике, азиатских муссонных-западных ветрах и южноамериканском муссонном климате. регионы. Наш анализ показывает, что начало YD в Северной Атлантике (12 870 ± 30 лет назад) и азиатском регионе муссонов-западных ветров по существу синхронно в течение нескольких десятилетий и опережает начало в Антарктиде, что подразумевает распространение климатического сигнала с севера на юг через как атмосферные (в масштабе десятилетия), так и океанические (в масштабе столетия) процессы, подобные событиям Дансгаарда-Эшгера во время последнего ледникового периода. Напротив, окончание YD могло начаться сначала в Антарктиде на ~11,900 лет назад или, возможно, даже раньше в западной тропической части Тихого океана, а затем в Северной Атлантике между ∼11 700 ± 40 и 11 610 ± 40 лет назад. Эти наблюдения предполагают, что первоначальное прекращение YD могло произойти в Южном полушарии и/или в тропиках Тихого океана, что указывает на направление восстановления климата от Южного полушария/тропиков к Северо-Атлантическому-Азиатскому Муссону-Западному ветру.

Ключевые слова:

Младший дриас; динамика климата; поэтапность событий; структура; сроки.

Copyright © 2020 Автор(ы). Опубликовано ПНАС.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Цифры

Рис. 1.

Сравнение ледяного керна Гренландии NGRIP…

Рис. 1.

Сравнение ледяных кернов Гренландии NGRIP и записей Seso speleothem δ ¹⁸ O. (…

Рисунок 1.

Сравнение ледяных кернов Гренландии NGRIP и записей Seso speleothem δ ¹⁸ O. ( A , C ) Гренландские записи NGRIP (25) и Seso speleothem δ ¹⁸ O (данное исследование) соответственно. ( B ) Сравнение записей NGRIP (синий) и Seso (серый) δ ¹⁸ O записей. Планки погрешностей показывают типичную ошибку возраста для каждой записи YD (с цветовой кодировкой). Две вертикальные красные пунктирные линии изображают начальное начало (резкое падение примерно на 12 870 ± 30 лет назад) и начальное прекращение (начавшееся примерно на 11 700 ± 40 лет назад) YD на основе корреляции различных признаков с субсотлетней точностью. Серая полоса показывает экскурсию окончания YD от ∼11 700 до ∼11 610 лет назад. Кир БП, 1 × 10 ³ Б.П.

Рис. 2.

Сравнение δ ¹⁸ О…

Рис. 2.

Сравнение записей δ ¹⁸ O из Северной Атлантики, восточной части AM, Индии…

Рис. 2.

Сравнение записей δ ¹⁸ O из областей Северной Атлантики, Восточной AM, Индийского муссона и AW. ( A , B ) NGRIP δ ¹⁸ O по хронологии GICC05 (25) и записи Seso δ ¹⁸ O из Северной Атлантики соответственно. ( C – H ) Kulishu, Hulu (38), Qingtian (39), Shennong, Yamen (40) и Dongge δ ¹⁸ O записи из домена East AM соответственно. ( I ) Mawmluh (желтый) и Cherrapunji (маррон) δ ¹⁸ O записи из области индийских муссонов. ( J ) Timta δ ¹⁸ O запись из области индийских муссонов (41). ( K ) Тоннельная δ ¹⁸ O запись из домена AW. ( L ) NGRIP Ca ²⁺ по хронологии GICC05 (1) ( SI Приложение , рис. S1). Записи образований взяты из этого исследования, за исключением тех, которые указаны в ссылках. Столбики погрешностей отображают типичную возрастную ошибку каждой записи. Две вертикальные красные пунктирные линии изображают начальное начало (12 870 ± 30 лет назад) и окончание (11 700 ± 40 лет назад) YD на основе записей Seso и NGRIP δ ¹⁸ O. Вертикальные столбцы показывают продолжительность полного начала (бежевый цвет) и завершения (серый цвет) экскурсий ПД. Кир БП, 1 × 10 ³ Б.П.

Рис. 3.

Сравнение образований δ ^18…

Рис. 3.

Сравнение образований δ ¹⁸ O записи из Северной Атлантики и тропической части Тихого океана…

Рис. 3.

Сравнение образований δ ¹⁸ записей O из Северной Атлантики и тропической части Тихого океана. ( A , B ) NGRIP δ ¹⁸ O по хронологии GICC05 (25) и записи Seso δ ¹⁸ O из Североатлантического региона соответственно. ( C — F ) Палаван (48), Борнео (49), Суматра (50) и Лян Луар (51) записи из западной тропической части Тихого океана и близлежащих регионов. ( G , H ) являются записями NC-B/ELC-B/NAR-C (53, 54) и Juxtlahuaca (52) вблизи восточной тропической части Тихого океана. ( I ) Запись харагуа из области муссонов в Южной Америке (данное исследование). ( J ) Пататная запись из южной части Индийского океана (59). Столбики погрешностей отображают типичную возрастную ошибку каждой записи. Две вертикальные пунктирные красные линии отмечают начальное начало (12 870 ± 30 л.н.) и начальное окончание (11 700 ± 40 л.н.) YD. Вертикальная фиолетовая линия указывает на начальное завершение двух записей SH ( I ) и ( J ) примерно в 11 900 лет назад, что согласуется с записью WAIS (рис. 4). Вертикальная пунктирная зеленая линия указывает на начало экскурсии завершения YD в западной тропической части Тихого океана примерно на 12 300 лет назад. Кир БП, 1 × 10 ³ Б.П.

Рис. 4.

Межполярная фазировка. ( А )…

Рис. 4.

Межполярная фазировка. ( A ) NGRIP δ ¹⁸ O по хронологии GICC05…

Рис. 4.

Межполярная фазировка. ( А ) НГРИП δ ¹⁸ O по хронологии GICC05 (25). Оранжевые пунктирные линии и зеленые квадраты изображают тренды и контрольные точки записи. ( B ) Seso δ ¹⁸ O запись (данное исследование). ( C ) Антарктическая запись WDC δ ¹⁸ O в хронологии WD2014 (61). Синие линии и зеленые квадраты изображают тренды и контрольные точки записи соответственно. ( D ) Рекорд средней глобальной температуры океана (62). Серые линии указывают на неопределенность. ( E ) Восток AM δ ¹⁸ запись O (запись Shennong; это исследование). ( F ) Индийский муссон δ ¹⁸ запись O (запись Черапунджи; это исследование). ( G ) Атмосферные записи CH ₄ из ледяного керна WDC (оливковый, ссылка; черный, ссылка 61). ( H ) Атмосферный CO ₂ запись из ледяного керна МЦД (по хронологии WD2014) (84). Столбики погрешностей отображают типичную ошибку возраста для каждой записи, за исключением записей CH ₄ , которые показывают неопределенность разности возрастов льда и газа (61). Синие и серые ошибки для NGRIP δ ¹⁸ Запись O отображает ошибку возраста NGRIP (хронология GICC05) и ошибку, основанную на синхронизации с хронологией Seso, соответственно. Две вертикальные красные пунктирные линии изображают начальное начало (12 870 ± 30 л.н.) и начальное окончание (11 700 ± 40 л. н.) YD в записях NGRIP и Seso. Две вертикальные фиолетовые линии указывают на две точки разрыва в записи WDC δ ¹⁸ O на ~11 900 и ~12 770 лет назад. Две вертикальные серые пунктирные линии указывают на резкий скачок температуры в Северной Атлантике примерно на 11 610 лет назад. и пик АМ и СН ₄ около ∼11 450 лет назад. в конце ЖД. Сплошная оранжевая линия изображает Pt-аномалию в ледяном керне GISP2 (73) примерно на 12 820 лет назад. по хронологии GICC05 (1). Две горизонтальные пунктирные серые линии на ( H ) показывают увеличение атмосферного CO ₂ примерно на 15 частей на миллион (красные стрелки) с момента начала YD. Кир л.н., 1 × 10 ³ л.н.

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Похожие статьи

• Точная межполярная фазировка резкого изменения климата во время последнего ледникового периода.

  WAIS Разделение участников проекта.
  WAIS разделяет участников проекта.
  Природа. 2015 30 апреля; 520 (7549): 661-5. дои: 10.1038/nature14401.
  Природа. 2015.

  PMID: 25925479

• Отсутствие похолодания в Новой Зеландии и прилегающем океане в хронозоне позднего дриаса.

  Барроуз Т.Т., Леман С.Дж., Файфилд Л.К., Де Деккер П.
  Бэрроуз Т.Т. и др.
  Наука. 2007 5 октября; 318 (5847): 86-9. doi: 10.1126/science.1145873.
  Наука. 2007.

  PMID: 17916730

• Отступление ледника в Новой Зеландии во время стадиала позднего дриаса.

  Каплан М.Р., Шефер Дж.М., Дентон Г.Х., Баррелл Д.Дж., Чинн Т.Дж., Патнэм А.Е., Андерсен Б.Г., Финкель Р.К., Шварц Р., Даути А.М.
  Каплан М.Р. и соавт.
  Природа. 2010 9 сентября;467(7312):194-7. дои: 10.1038/nature09313.
  Природа. 2010.

  PMID: 20829791

• Пыльца из морских глубин: прорыв в тайне ледниковых периодов.

  Санчес Гоньи М.Ф., Деспрат С., Флетчер В.Дж., Моралес-Молино К., Нотон Ф., Оливейра Д., Уррего Д.Х., Зорзи К.
  Санчес Гоньи М.Ф. и др.
  Фронт завод науч. 2018 26 января; 9:38. doi: 10.3389/fpls.2018.00038. Электронная коллекция 2018.
  Фронт завод науч. 2018.

  PMID: 29434616
  Бесплатная статья ЧВК.

  Обзор.

• Атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция и резкое изменение климата.

  Линч-Стиглиц Дж.
  Линч-Стиглиц Дж.
  Энн Рев Мар Наук. 2017 3 января; 9: 83-104. doi: 10.1146/annurev-marine-010816-060415. Epub 2016 28 октября.
  Энн Рев Мар Наук. 2017.

  PMID: 27814029

  Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Совместная динамика атмосферы, льда и океана во время стадиона Генриха 2.

  Донг С., Катаят Г., Расмуссен С.О., Свенссон А., Северингхаус Дж.П., Ли Х., Синха А., Сюй И., Чжан Х., Ши З., Кай И., Перес-Мехиас С., Бейкер Дж., Чжао Дж., Шпетль С., Колумбу А., Нин Ю., Стрикис Н.М., Чен С., Ван Х., Гупта А.К., Датт С., Чжан Ф., Круз Ф.В., Ан З., Лоуренс Эдвардс Р., Ченг Х.
  Донг Х и др.
  Нац коммун. 2022 4 октября; 13 (1): 5867. doi: 10.1038/s41467-022-33583-4.
  Нац коммун. 2022.

  PMID: 36195764
  Бесплатная статья ЧВК.

• Морены в Австрийских Альпах отражают повторяющиеся фазы стабилизации ледников в позднем ледниковом и раннем голоцене.

  Брауманн С. М., Шефер Дж.М., Нойхубер С., Фибиг М.
  Брауманн С.М. и соавт.
  Научный представитель 2022 13 июня; 12 (1): 9438. doi: 10.1038/s41598-022-12477-x.
  Научный представитель 2022.

  PMID: 35697685
  Бесплатная статья ЧВК.

• Высокоточная датировка изменчивости азиатского летнего муссона с 37 тыс. л.н.

  Ли Т.И., У И., Шен К.С., Ли Д.И., Чан Х.В., Лин К., Тан Л.С., Цзян С.Ю., Ченг Х., Эдвардс Р.Л.
  Ли ТЮ и др.
  Научный представитель 2021 г., 30 апреля; 11 (1): 9375. doi: 10.1038/s41598-021-88597-7.
  Научный представитель 2021.

  PMID: 33931675
  Бесплатная статья ЧВК.

• Ответ Stuchlík et al .: Начало позднего дриаса 12,87 тыс. лет назад. все еще оправдано, если принять во внимание извержение Лаахер-Зее.

  Ченг Х, Чжан Х, Бейкер Дж, Синха А, Ли Х, Чжао Дж, Донг Х, Ли Ю, Цзя Х, Цзун Б, Цай Ю.
  Ченг Х и др.
  Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 26 января; 118 (4): e2024692118. doi: 10.1073/pnas.2024692118.
  Proc Natl Acad Sci U S A. 2021.

  PMID: 33468663
  Бесплатная статья ЧВК.

  Аннотация недоступна.

• Идентификация начала позднего дриаса была сбита с толку извержением вулкана Лаахер-Зее.

  Стучлик Э., Вондрак Д., Горжицка З., Хруба Ю., Мийовилович А., Клетечка Г.
  Stuchlík E, et al.
  Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 26 января; 118 (4): e2022485118. doi: 10.1073/pnas.2022485118.
  Proc Natl Acad Sci U S A. 2021.

  PMID: 33468659
  Бесплатная статья ЧВК.

  Аннотация недоступна.

использованная литература

1. 1. Расмуссен С.О. и соавт. ., Стратиграфическая структура резких климатических изменений во время последнего ледникового периода, основанная на трех синхронизированных записях ледяных кернов Гренландии: уточнение и расширение стратиграфии событий INTIMATE. кв. науч. 106, 14–28 (2014).

2. 1. Элли Р. Б., Холодный период позднего дриаса, вид из центральной Гренландии. кв. науч. Ред. 19, 213–226 (2000).

3. 1. Брокер В.С. и соавт. ., Помещение холодного события позднего дриаса в контекст. кв. науч. Ред. 29, 1078–1081 (2010).

4. 1. Брокер В. С., Питит Д. М., Ринд Д., Имеет ли система океан-атмосфера более одного стабильного режима работы? Природа 315, 21–26 (1985).

5. 1. Макманус Дж. Ф., Франсуа Р., Герарди Дж.-М., Кейгвин Л. Д., Браун-Леже С., Коллапс и быстрое возобновление меридиональной циркуляции Атлантики, связанные с деледниковыми изменениями климата.